随着国家经济发展战略的推进,在我国西部和北部地区建设过程中,面临诸多黄土边坡工程问题。黄土具有结构疏松,节理垂直发育及湿陷性等显著特征,在外部环境作用下,边坡具有独特的工程特点。现有边坡安全监测规范规定的监测内容,具有普适性和经验性,使得规范的应用具有一定的局限性。文中深入研究了边坡体在荷载作用下的响应规律,为边坡安全监测提供理论依据和实现方法。本文在陕西延安新区某大学新校区建设的工程背景下,以建设过程中形成的高边坡为研究对象,以边坡填方过程、坡顶道路行车过程及降雨入渗过程为分析工况,分析了边坡体变形机理及受力状况。并在此基础上,指导边坡安全监测系统的设计及实现。研究工作主要涉及以下内容:利用FLAC3D软件建立边坡数值模型,实现边坡土体分层填筑过程。计算并分析边坡土体变形规律及受力情况,以确定边坡填筑完成后潜在破坏模式及滑动趋势。并结合强度折减法,计算边坡整体稳定性系数,评估边坡稳定性。在边坡填筑完成后,计算边坡土体在长期微动力荷载作用下的变形,分析边坡体塑性区的分布及动力响应规律。结果表明:动荷载主要影响坡顶及坡面浅层土体,易形成坡体表面剥落式滑坡。以饱和-非饱和渗流理论为基础,进行降雨入渗条件下的流-固耦合计算,分析降雨强度及降雨历时对坡体变形的影响。结果表明:降雨发生时,突发性滑坡发生的可能性大大增加,且降雨历时及降雨强度都使得边坡土体变形量增加,变形速度加快。以边坡变形规律为指导,设计边坡安全监测系统,并将其应用于延安新区边坡工程。同时,现场监测数据为边坡工程的安全评估提供了量化指标,为边坡预警提供了帮助。将现场监测与数值模拟的数据对比,结果显示:数值模拟结果与现场监测数据基本吻合,表明了数值模型分析结果的可靠性。为了预估边坡变形趋势,采用EEMD与BP神经网络相结合的方法建立边坡变形预测模型。该模型实现了变形规律的模态分解,加之神经网络对于非线性特征描述的优越性,预测结果准确性较好。